[發(fā)明專利]套筒和管狀梁組件及將管狀梁組裝至縱梁的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310133332.2
• 申請(qǐng)日: 2013-04-17
• 公開（公告）號(hào): CN103373391A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 大衛(wèi)·安東尼·瓦格納;阿里·高羅·卡爾斯干;約翰·愛德華·胡伯;優(yōu)科塞爾·古爾;邁克爾·M·阿祖茲;杰弗瑞·A·華萊士;派拉梅斯瓦拉勞·波休拉朱;蘇尼爾·K·卡薩瑞歐德;陳曉明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福特全球技術(shù)公司
• 主分類號(hào): B62D21/02
• 分類號(hào): B62D21/02
• 代理公司: 北京銘碩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 郭鴻禧;金光軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種由輕質(zhì)材料制成的車輛的梁或管狀部件，通過壓接接頭連接該梁或管狀部件和不同材料的套筒。

背景技術(shù)

使用輕質(zhì)材料是在車輛中減少車重并改善燃料經(jīng)濟(jì)性的一種有效方式。鋁是一種有前景的材料，其可以實(shí)現(xiàn)40%的重量減輕同時(shí)仍然滿足結(jié)構(gòu)上的性能目標(biāo)。例如，鋁質(zhì)橫梁可用作輕型卡車車架的部件。然而，連接鋁質(zhì)橫梁至鋼質(zhì)車架縱梁具有挑戰(zhàn)性，特別是當(dāng)橫梁是封閉截面（closed?section）部件時(shí)。接合在一起的接頭較硬并且沒有最大化用于封閉截面部件和橫梁的重量減輕。

用于組裝鋼質(zhì)橫梁和鋼質(zhì)縱梁的連接技術(shù)是得到確認(rèn)的并且是可靠的。通常，穿過鋼質(zhì)縱梁切割開口，將鋼質(zhì)橫梁放入開口，然后再用金屬惰性氣體電弧焊（MIG）焊接在一起。另一方面，用MIG焊將鋁質(zhì)橫梁焊接至鋼質(zhì)縱梁是具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，其需要特別的焊接技術(shù)和設(shè)備。

本發(fā)明解決了上述挑戰(zhàn)和問題以及下文總結(jié)的其它問題。

發(fā)明內(nèi)容

提議的解決方案的主旨是將鋁質(zhì)管狀部件或橫梁在管狀部件的末端與鋼質(zhì)套筒連接。雖然其主旨是圍繞鋁質(zhì)管狀部件，但是該解決方案還可應(yīng)用于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，比如玻璃纖維或碳纖維復(fù)合材料部件。將鋼質(zhì)套筒壓接至管狀部件以阻止鋁質(zhì)管狀部件和鋼質(zhì)套筒之間的相對(duì)移動(dòng)。用于將鋼質(zhì)橫梁連接至鋼質(zhì)縱梁的現(xiàn)有工藝可用于將鋼質(zhì)套筒連接至鋼質(zhì)縱梁。

提議了三種方法用于將鋼質(zhì)套筒應(yīng)用至具有矩形截面的鋁質(zhì)橫梁。在第一種方法中，鋁質(zhì)橫梁以緊密匹配放置在鋼質(zhì)套筒內(nèi)。將套筒和管狀部件組裝并壓接在一起以形成雙層部分。可在管狀部件的末端附近提供兩個(gè)帶狀形狀的壓接頭以連接鋁質(zhì)管狀部件和鋼質(zhì)套筒。在第二種方法中，鋁質(zhì)橫梁可首先放置在鋼質(zhì)套筒內(nèi)并通過在橫梁和套筒末端附近應(yīng)用的花鍵類型的壓接頭壓接至組裝的橫梁和套筒的雙層部分。第三種方法是首先將管狀橫梁放進(jìn)鋼質(zhì)套筒。將鋼質(zhì)套筒或鋁質(zhì)管狀部件中一者的末端折邊（hem）在組件的末端上。可以去除鋼質(zhì)套筒或鋁質(zhì)管狀部件的角落。將剩下的凸緣折邊以將套筒固定至鋁管的末端。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種包括鋁質(zhì)管狀梁和組裝在管狀梁的一部分上的鋼質(zhì)套筒的組件。壓接頭互鎖套筒和管狀梁以提供套筒和管狀梁組件。鋼質(zhì)縱梁形成的開口容納套筒和管狀梁組件，然后用焊縫將套筒和管狀梁組件固定至縱梁。

鋁管的邊緣可短于鋼質(zhì)套筒的邊緣終止以在組件的末端處只留下單層鋼。可根據(jù)現(xiàn)有的焊接工藝將單層鋼連接至鋼質(zhì)縱梁。

根據(jù)本發(fā)明涉及上述組件的其它方面，可在套筒和管狀梁之間施加粘合劑以實(shí)現(xiàn)額外的強(qiáng)度和耐用性。可替代地，可在管狀梁和套筒之間施加密封劑或者基于鋁的釬焊以防止流體滲到套筒下面。還可以使用粘合劑來形成套筒下面的密封。壓接頭可以是帶狀的壓接區(qū)域或者花鍵形狀的壓接區(qū)域。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種包括管狀梁和組裝在管狀梁的末端部分上的套筒的組件。折邊凸緣在管狀梁的末端部分處將套筒固定至管狀梁以提供套筒和管狀梁組件。鋼質(zhì)縱梁形成容納套筒和管狀梁組件的開口，焊縫將套筒和管狀梁組件固定至縱梁。

根據(jù)本發(fā)明涉及前文組件的其它方面，折邊凸緣可進(jìn)一步包括套筒上形成的延伸于管狀梁末端上而形成的多個(gè)凸緣。套筒可包括在多個(gè)角落處接合的多個(gè)側(cè)邊，其中，從套筒去除角落的一部分以形成多個(gè)凸緣。相反地，折邊凸緣可進(jìn)一步包括在管狀梁上形成的延伸于套筒末端上的多個(gè)凸緣。管狀部件可包括在多個(gè)角落處接合的多個(gè)側(cè)邊。可從管狀梁去除角落的一部分以形成多個(gè)凸緣。

本發(fā)明的又一方面涉及組裝管狀部件和縱梁的方法，包括組裝由第一材料形成的套筒和由不同于第一材料的第二材料成形的管狀部件，通過在局部區(qū)域?qū)⑻淄矇嚎s進(jìn)管狀部件而將套筒壓接在管狀部件上，然后將套筒焊接至縱梁。

根據(jù)本發(fā)明的其它方面，縱梁由第一材料制成，其中，第一材料和用于形成套筒的材料是相同的材料。所述方法還可以包括在套筒和管狀部件之間施加粘合劑、密封劑或釬焊材料的步驟。套筒可從管狀部件的末端向外延伸。

根據(jù)本發(fā)明涉及組裝管狀部件和縱梁的方法的其它方面，所述方法包括將由第一材料形成的套筒組裝在由不同于第一材料的第二材料成形的管狀部件上。所述方法還可包括通過將套筒和管狀部件中一者的凸緣折疊在套筒和管狀部件的另一者上而將套筒折邊至管狀部件上，然而焊接套筒和縱梁。